分类号 T V 3 密级U D C硕士学位论文龙脊古梯田稳定性及水循环系统研究学位申请人: 谭宁学科专业 : 水利水电工程指导教师 : 童富果教授田斌教授二○一二年五月A Dissertation Submitted in Fulfillment of the Requirements for theDegree of Master of Science in EngineeringStudy On Stability And Water Cycle System In Ancient Longji TerraceGraduate Student: Tan-NingMajor: Hydraulic And Hydroelectric EngineeringSupervisor: Prof. Tong-FuGuoProf.Tian-BinChina Three Gorges UniversityYichang, 443002, //.naMay, 2012三峡大学硕士学位论文三峡大学学位论文独立完成与诚信声明本人重声明 : 所呈交的学位论文 , 是本人在导师的指导下 , 独立进行研究工作所取得的成果 , 除文中已经注明引用的容外 , 本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明,本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
学位论文作者签名:日期:I三峡大学硕士学位论文摘要梯田是古代劳动人民在农业生产中创造的一种行之有效的水土保持措施, 它的出2现是古代农业发展的一个显著进步。
我国现有耕地总面积为1.21 亿 hm ,人均耕地20. 08 hm , 只占世界人均耕地的 1/4。
梯田具有良好的保水保土性能, 针对我国人多地少、西南地区山岭丘陵分布、工业化进程中耕地日益减少的局面, 推广坡改梯工程、在适宜地方修筑梯田一方面可以更好的减少水土流失,另一方面可以增加耕地面积 ,缓解我国耕地不足的局面。
龙脊梯田位于广西省龙胜县, 是一处我国古代农耕稻作文化遗存。
研究龙脊梯田灌溉系统的功能及水循环与水补给特点,探明与总结龙脊梯田存在机制与保护的经验, 研究龙脊梯田稳定性与渗流特点, 对龙脊梯田稻作文化的保护与申报世界文化遗产以及研究梯田规划建设标准,推广梯田建设技术,都具有重要的理论与实践意义。
本文通过对龙脊梯田的研究, 对梯田的保水保土性能进行了初步探索。
主要研究容包括:(1) 对梯田的水循环系统进行了系统概括,并探究了梯田水循环的影响因素。
(2) 对龙脊梯田土物理性质进行实验研究,分析其特点;(3) 概括总结了梯田稳定性与渗流分析方法;(4) 考虑自然状态与降雨条件, 结合龙脊梯田, 进行了梯田的整体稳定性与田埂稳定性计算;(5) 考虑降雨条件下,结合龙脊梯田,进行了梯田的渗流计算关键词 :梯田土物理性质水循环系统稳定饱和?非饱和渗流II三峡大学硕士学位论文AbstractThe ancient farmers create terrace in agricultural production which is an effectivewater conversation measure. It’s a significant progress in the ancient agriculturalproduction. Currently China’s total cultivated area is 121 million square hectares. Percapita farmland is only 0.08 square hectares, which is a quarter of per capita farmland ofworld. Terrace plays a good performance in water and soil conservation. Our country haslarge population and little arable land, while southwest of China has a large number of hillsand mountains as well as arable land is reducing in industrial processes, promote turningslope fields into terrace and buildLocated at LongSheng Town of Guangxi Province, Longji Terrace is one of China'scultural relics of ancient rice farming.The function of the irrigation system of LongjiTerrace as well as the characteristics water cycle and water supply were studied in thispaper. It has great theoretical and practical significance for the protection of rice culture ofLongji Terrace, the application of world cultural heritage, the study of terrace planning andconstruction standard and the promotion of terrace construction technology. In this paper,Longji terrace have studied to preliminary explore the performance of remaining water and soil byterrace. The main contents include:1 The water circulation system of the terrace are summarized, and the impact factor of the water cycle of terraces are studied;.2 The soil physical properties of Longji terrace are obtained by experiment, while its characteristics are analyzed;3 Sability and seepage analysis methods of terrace are summarized;4 The state of nature and rainfall conditions areconsidered , combined with the Longji terrace ,calculate the overall stability of the terrace ridge stability;5 The rainfall conditions are considered, combined with Longji terrace, calculate terraces seepage ofterrace.Key words: terrace soil physical properties water circulation system slopestability saturated-unsaturated seepageIII三峡大学硕士学位论文目录1 绪论 111 问题的提出 112 论文研究的目的和意义113 梯田的历史与发展. 314 国外研究现状415 本文的主要研究容 62 龙脊梯田概况821 地理位置822 气候条件923 地质条件 1 024 水文条件 1 13 龙脊梯田土物理性质实验. 1 231 抗剪实验 1 232 梯田土颗粒级配实验. 1 333 液塑限测定实验 1 334 土水饱和度实验 1 54 梯田水循环机理1 741 水循环机理1 742 独特的灌溉系统 1 843 影响梯田水循环过程的因素分析1 944 综合分析 2 35 梯田稳定性分析及计算2 451 梯田稳定性分析方法. 2 452 S L O P E 在梯田稳定性分析中的应用 2 553 稳定性计算参数的确定 2 7IV三峡大学硕士学位论文54 梯田整体稳定性分析. 2 855 梯田局部稳定性计算. 2 956 小结3 16 渗流分析及计算3 361 梯田的坡面入渗及径流 3 362 控制方程和定解条件 3 963 驱动势和达西定律. 4 064 S L O P E 在梯田渗流过程中的应用. 4 265 A B A Q U S 在梯田渗流过程的理论 4 266 降雨条件下地下水位线的确定 4 867 降雨入渗分析. 5 068 A B A Q U S 输入命令5 769 小结 1 2 37 结论与展望1 2 471 结论 1 2 472 展望 1 2 4参考文献. 1 2 5致 1 2 9附录 : 攻读硕士学位期间发表的学术论著与参与的项目1 3 0V三峡大学硕士学位论文1 绪论11 问题的提出随着近年来我国对农业及农田水利的重视, 梯田的建设与保护也得到了更多的关注。
部分坡改梯工程未能达到预期的耕种与保持水土的目标而荒废, 也要求我们需要加强对梯田水循环系统的研究及对梯田的保护机制。
广西龙脊梯田作为我国古梯田遗存, 历经数百年未发生大面积的滑坡与坍塌, 对我们研究梯田的保护及坡改梯工程的建设有重要的借鉴作用。
从历史上看,在远古时候(五六千年以前) , 人们主要在平地上种粮维持生活 ,山区、丘陵区都有茂密的森林或草原, 到处青山绿水, 基本上没有水土流失。
后来由于人口增加, 平地种粮不够吃, 就到山区、丘陵区去, 毁林毁草, 陡坡开荒种粮, 于是就产生了水土流失。
陡坡开荒种粮前一二年产量还可以, 由于水土流失, 土地日益瘠薄, 生态环境日益恶化, 粮食产量一年不如一年, 加上人口增多, 为维持生存又进一步毁林毁草,扩大陡坡开荒种粮 ,致使水土流失就进一步加剧。
这种“越垦越穷 ,越穷越垦”的恶性循环,造成了严重的水土流失。
从当前的现状看, 有些地方仍旧继续毁林毁草, 陡坡开荒种粮; 有些由于开矿采石、修路及城市开发等基本建设, 大量开挖土地, 破坏原生地面, 并随意倾倒弃土弃渣,形成虚土陡坡,暴雨一来,就产生水土流失。